富鐵水稻鐵營(yíng)養(yǎng)生理特性的研究.pdf

1、鐵是生物體必需的重要微量營(yíng)養(yǎng)元素，缺鐵引起的營(yíng)養(yǎng)失衡問(wèn)題是目前世界上面臨的主要營(yíng)養(yǎng)健康問(wèn)題之一，生物強(qiáng)化被認(rèn)為是解決人體鐵營(yíng)養(yǎng)缺乏的最佳途徑。作為世界上1/2人口的主要糧食作物，稻米中鐵含量的輕微增加即可有效改善人體鐵營(yíng)養(yǎng)狀況，然而水稻鐵營(yíng)養(yǎng)生理特性和籽粒鐵富集的生理機(jī)制還遠(yuǎn)未清楚，因此限制了富鐵品種的選育。本論文研究了富鐵水稻體內(nèi)鐵的分布、吸收運(yùn)輸、再利用特性以及鐵在籽粒積累的部分影響因素，取得的主要結(jié)果如下： 1、不同供鐵水

2、平的水培試驗(yàn)表明，富鐵品種IR68144與對(duì)照品種IR64全生育期整株吸收的鐵總量沒(méi)有顯著差異，但不同生育期植株體內(nèi)鐵的分布差異極其顯著。分蘗期IR68144地上部鐵的分配率顯著高于IR64；開(kāi)花期和成熟期IR68144莖中鐵濃度亦顯著高于IR64，且其籽粒中鐵的積累量也較IR64高。從各元素的積累特性來(lái)看，F(xiàn)e和Cu在籽粒中的積累具有明顯的相關(guān)性，但與Zn和Mn積累的相關(guān)性不明顯。利用同步輻射X-射線熒光分析對(duì)水稻籽粒鐵細(xì)胞水平的分布

3、研究表明，籽粒不同部位的鐵含量在兩個(gè)品種之間存在極顯著差異，IR68144籽粒橫切面上任意位置都可以檢測(cè)到鐵的存在，但I(xiàn)R64籽粒的中心部位卻檢測(cè)不到，而且籽粒鐵的分布與鋅、硫、鈣、錳等元素表現(xiàn)出顯著或極顯著相關(guān)。 2、盆栽試驗(yàn)表明，植株地上部鐵、錳、銅、鋅含量隨著氮肥施用量的增加而增加，糙米中微量元素含量則表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，其中以氮肥施用量在160kg/hm<'2>時(shí)增幅最大，IR64糙米中的鐵、錳、銅、鋅含量比對(duì)照處

4、理分別增加28.96％，41.34％，58.31％和16.0％，而IR68144糙米中的鐵、錳、銅、鋅含量比對(duì)照分別增加22.16％，13.75％，8.75％和20.21％。在供試施磷水平下，隨著磷肥用量的增加，水稻地上部微量元素的積累量顯著降低，但適量的施用磷肥可以增加糙米的微量元素含量。此外，營(yíng)養(yǎng)液中高濃度的鐵可以促進(jìn)糙米中蛋白質(zhì)的積累，而對(duì)直鏈淀粉含量和膠黏度沒(méi)有影響。在水培條件下，IR68144根部鐵濃度、積累量和分配率均隨著供

5、鋅水平的提高而增加，而糙米中鐵積累量在供鋅水平為1μM達(dá)最大值；然而低水平的鋅促進(jìn)了IR64對(duì)鐵的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，但抑制了籽粒的鐵積累。 3、運(yùn)用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)的方法對(duì)富鐵水稻苗期韌皮部鐵移動(dòng)能力特征進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：IR68144的根系、下數(shù)第一、第二、第三葉和苞葉向新葉轉(zhuǎn)運(yùn)的鐵顯著高于對(duì)照品種IR64，且缺鐵處理30天時(shí)，IR68144體內(nèi)可以再利用的鐵占全株總積累鐵的28.5％，為對(duì)照品種IR64的1.6倍。運(yùn)用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)的方

6、法，設(shè)置5、20、80μM3個(gè)供鐵水平，將植株培養(yǎng)至開(kāi)花期，然后采取不同的鐵鋅處理至籽粒完熟期，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①后期停止供鐵條件下，IR68144體內(nèi)可利用的鐵顯著高于IR64；②后期停止供鋅條件下，前期供應(yīng)5μM鐵與供應(yīng)20μM或80μM鐵的結(jié)果完全相反，供應(yīng)5μM鐵條件下，植株根系鐵吸收量和向地上部運(yùn)輸量均顯著降低，而籽粒積累量卻顯著增加；③后期同時(shí)停止供鐵供鋅條件下，IR68144根系積累的鐵向地上部運(yùn)輸量變化與IR64完全相反，前期

7、供應(yīng)5μM或20μM鐵，IR68144根系積累的鐵向地上部運(yùn)輸量顯著降低，而在供應(yīng)80μM鐵條件下則顯著增加。此外，開(kāi)花期后在鐵缺乏的情況下，缺鋅會(huì)抑制水稻體內(nèi)的鐵向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)。 4、對(duì)兩個(gè)水稻品種在5、20、80μM 3個(gè)供鐵水平下根系形態(tài)、鐵吸收動(dòng)力學(xué)和木質(zhì)部鐵運(yùn)輸特征進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：3種鐵處理水平下，兩個(gè)品種的根系總長(zhǎng)與根總表面積均沒(méi)有顯著差異，而IR68144直徑<0.4m的根系總長(zhǎng)和側(cè)根數(shù)顯著高于IR64。在5μ